Энергетическая система - Energy system

Для использования в других целях см. энергетическая система (значения).

Физические компоненты общей энергетической системы, поставляющей топливо и электричество (но не районное тепло ) конечным пользователям

An энергетическая система система в первую очередь предназначена для энергосервис к конечные пользователи.[1]:941 Со структурной точки зрения Пятый оценочный доклад МГЭИК определяет энергетическую систему как «все компоненты, связанные с производством, преобразованием, доставкой и использованием энергии».[2]:1261 Поле экономика энергетики включает энергетические рынки и рассматривает энергетическую систему как технические и экономические системы, удовлетворяющие потребительский спрос для энергии в форме высокая температура, топливо, и электричество.[1]:941

Первые два определения учитывают меры со стороны спроса, включая дневной свет, модернизированный изоляция здания, и пассивная солнечная конструкция здания, а также социально-экономические факторы, такие как аспекты управление спросом на энергию и даже дистанционная работа, а третий - нет. Третий также не учитывает неформальная экономика в традиционных биомасса это важно во многих развивающиеся страны.[3]

Таким образом, анализ энергетических систем охватывает дисциплины: инженерное дело и экономика.[4]:1 Объединение идей из обеих областей для создания связного описания, особенно в тех случаях, когда макроэкономический динамика задействована, это сложно.[5][6]

Концепция энергетической системы развивается по мере ввода в действие новых правил, технологий и практик - например, торговля выбросами, развитие умные сети, и более широкое использование управление спросом на энергию, соответственно.

Уход

Смотрите также: Энергетика и Энергетическое моделирование

Со структурной точки зрения энергетическая система похожа на любую общая система и состоит из набора взаимодействующих компонентов, расположенных в среде.[7] Эти компоненты основаны на идеях, найденных в инженерное дело и экономика. С точки зрения процесса, энергетическая система «состоит из интегрированного набора технических и экономических видов деятельности, действующих в сложных социальных рамках».[4]:423 Идентификация компонентов и поведения энергетической системы зависит от обстоятельств, цели анализа и исследуемых вопросов. Таким образом, концепция энергетической системы абстракция который обычно предшествует компьютерному исследованию, например, построению и использованию подходящего энергетическая модель.[8]

С инженерной точки зрения, энергетическая система может быть представлена ​​как проточная сеть: the вершины сопоставить инженерные компоненты, такие как энергостанции и трубопроводы и края сопоставить интерфейсы между этими компонентами. Этот подход позволяет объединять коллекции похожих или смежных компонентов и обрабатывать их как единое целое для упрощения модели. После такого описания алгоритмы потоковой сети, такие как минимальный расход, может применяться.[9] Сами компоненты можно рассматривать как простые динамические системы В их собственных правах.[1]

И наоборот, относительно чистое экономическое моделирование может использовать секторальный подход с ограниченными инженерными деталями. Категории секторов и подсекторов, опубликованные Международное энергетическое агентство часто используются в качестве основы для этого анализа. Исследование жилищного энергетического сектора Великобритании, проведенное в 2009 г., противопоставляет использование богатых технологиями Маркал модель с несколькими моделями секторального жилищного фонда Великобритании.[10]

Международный статистика энергетики обычно разбиваются по операторам связи, секторам, подсекторам и странам.[11] Энергоносители (он же энергетические продукты) далее классифицируются как первичная энергия и вторичный (или промежуточная) энергия, а иногда и конечная (или конечная) энергия. Публикуемые наборы данных по энергии обычно корректируются таким образом, чтобы они были внутренне согласованными, что означает, что все запасы и потоки энергии должны баланс. МЭА регулярно публикует энергетическую статистику и энергетические балансы с разным уровнем детализации и стоимости, а также предлагает среднесрочные прогнозы на основе этих данных.[12][13] Понятие энергоносителя, используемое в экономика энергетики, отличается и отличается от определения энергия используется в физике.

Энергетические системы могут варьироваться от местных, муниципальных, национальных и региональных до глобальных, в зависимости от исследуемых вопросов. Исследователи могут или не могут включать меры со стороны спроса в свое определение энергетической системы. (IPCC ) Межправительственная группа экспертов по изменению климата делает это, например, но рассматривает эти меры в отдельных главах, посвященных транспорту, зданиям, промышленности и сельскому хозяйству.[а][2]:1261[14]:516

Решения о потреблении домашних хозяйств и инвестициях также могут быть включены в сферу энергетической системы. Такие соображения встречаются нечасто, поскольку поведение потребителей трудно охарактеризовать, но существует тенденция включать в модели человеческий фактор. Принятие решения домохозяйством может быть представлено с использованием методов из ограниченная рациональность и агентное поведение.[15] В Американская ассоциация развития науки (AAAS) специально выступает за то, чтобы «больше внимания уделялось включению поведенческих соображений, помимо поведения, определяемого ценой и доходом, в экономические модели [энергетической системы]».[16]:6

Энергетические услуги

Смотрите также: Энергосбережение и Эффективное использование энергии

Концепция энергосервиса является центральной, особенно при определении цели энергетической системы:

Важно понимать, что использование энергии не является самоцелью, но всегда направлено на удовлетворение человеческих потребностей и желаний. Энергетические услуги - это цели, для которых энергетическая система предоставляет средства.[1]:941

Энергетические услуги можно определить как услуги, которые либо предоставляются за счет потребления энергии, либо могут быть предоставлены таким образом.[17]:2 Более подробно:

Спрос должен, по возможности, определяться с точки зрения предоставления энергоуслуг, характеризуемых соответствующей интенсивностью.[b] - например, воздух температура в случае отопления помещений или люкс уровни для освещенность. Такой подход облегчает гораздо больший набор потенциальных ответов на вопрос о поставках, включая использование энергетически-пассивных методов - например, модернизация изоляция и дневной свет.[18]:156

Рассмотрение энергетических услуг на душу населения и того, как такие услуги способствуют благосостоянию людей и индивидуальному качеству жизни, имеет первостепенное значение для обсуждения устойчивая энергия. Люди, живущие в бедных регионах с низким уровнем потребления энергоуслуг, явно выиграют от более высокого потребления, но это обычно не относится к тем, у кого высокий уровень потребления.[19]

Понятие энергоуслуг породило энергосервисные компании (ESCo), которые заключают договор на предоставление энергетических услуг клиенту на длительный период. Затем ESCo может выбрать наилучший способ сделать это, включая вложения в тепловые характеристики и HVAC оборудование рассматриваемых зданий.[20]

ISO 13600, 13601, 13602 по системам технической энергии

ISO13600, ISO 13601 и ISO 13602 образуют набор международные стандарты покрытие технических энергетических систем (ТЭС).[21][22][23][24] Хотя эти документы были сняты до 2016 года, они содержат полезные определения и основу для формализации таких систем. Стандарты описывают энергетическую систему, разбитую на сектора спроса и предложения, связанные потоком продаваемых энергетических товаров (или энергетического оборудования). Каждый сектор имеет набор входов и выходов, некоторые преднамеренные и некоторые вредные побочные продукты. Секторы могут быть далее разделены на подсекторы, каждый из которых выполняет определенную цель. Сектор спроса в конечном итоге присутствует для предоставления потребителям услуг на основе энергетического программного обеспечения (см. энергосервис ).

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Глава МГЭИК, посвященная сельскому хозяйству, называется «Сельское, лесное и другое землепользование» (AFOLU).
  2. ^ Период, термин интенсивность относится к количествам, которые не зависят от размера компонента. Видеть интенсивные и обширные свойства.

Рекомендации

  1. ^ а б c d Groscurth, Helmuth-M; Брукнер, Томас; Кюммель, Райнер (сентябрь 1995 г.). «Моделирование систем энергоснабжения» (PDF). Энергия. 20 (9): 941–958. Дои:10.1016 / 0360-5442 (95) 00067-Q. ISSN  0360-5442. Получено 14 октября 2016.
  2. ^ а б Оллвуд, Джулиан М; Бозетти, Валентина; Дубаш, Навроз К; Гомес-Эчеверри, Луис; фон Стехов, Кристоф (2014). «Приложение I: Глоссарий, сокращения и химические символы» (PDF). В МГЭИК (ред.). Изменение климата 2014: смягчение последствий изменения климата. Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. С. 1249–1279. ISBN  978-1-107-65481-5. Получено 12 октября 2016.
  3. ^ ван Руйвен, Бас; Урбан, Фрауке; Бендерс, Рене MJ; Молл, Анри С; ван дер Слуис, Йерун П.; де Вриз, Берт; ван Вуурен, Детлеф П. (декабрь 2008 г.). «Моделирование энергии и развития: оценка моделей и концепций» (PDF). Мировое развитие. 36 (12): 2801–2821. Дои:10.1016 / j.worlddev.2008.01.011. HDL:1874/32954. ISSN  0305-750X. Получено 25 октября 2016.
  4. ^ а б Хоффман, Кеннет С; Вуд, Дэвид О. (1 ноября 1976 г.). «Моделирование и прогнозирование энергосистем» (PDF). Ежегодный обзор энергетики. 1 (1): 423–453. Дои:10.1146 / annurev.eg.01.110176.002231. HDL:1721.1/27512. ISSN  0362-1626. Получено 7 октября 2016.
  5. ^ Берингер, Кристоф; Резерфорд, Томас Ф (март 2008 г.). «Сочетание восходящего и нисходящего» (PDF). Экономика энергетики. 30 (2): 574–596. CiteSeerX  10.1.1.184.8384. Дои:10.1016 / j.eneco.2007.03.004. ISSN  0140-9883. Получено 21 октября 2016.
  6. ^ Хербст, Андреа; Торо, Фелипе; Рейтце, Феликс; Йохем, Эберхард (2012). «Введение в моделирование энергосистем» (PDF). Швейцарский журнал экономики и статистики. 148 (2): 111–135. Дои:10.1007 / BF03399363. S2CID  13683816. Получено 4 ноября 2016.
  7. ^ "Значение система". Мерриам-Вебстер. Спрингфилд, Массачусетс, США. Получено 9 октября 2016.
  8. ^ Анандараджа, Габриал; Страчан, Нил; Экинс, Пол; Каннан, Рамачандран; Хьюз, Ник (март 2009 г.). Пути к низкоуглеродной экономике: моделирование энергетических систем - Отчет об исследовании UKERC Energy 2050 1 - UKERC / RR / ESM / 2009/001. Великобритания: Центр энергетических исследований Великобритании (UKERC). Получено 22 октября 2016.
  9. ^ Кельхас, Ана; Гил, Эстебан; МакКэлли, Джеймс Д; Райан, Сара М. (май 2007 г.). «Многопериодная обобщенная модель сетевого потока интегрированной энергетической системы США: Часть I - Описание модели». Транзакции IEEE в системах питания. 22 (2): 829–836. Дои:10.1109 / TPWRS.2007.894844. ISSN  0885-8950. S2CID  719700. Получено 22 октября 2016.
  10. ^ Каннан, Рамачандран; Страчан, Нил (апрель 2009 г.). «Моделирование жилищного энергетического сектора Великобритании при долгосрочных сценариях декарбонизации: сравнение энергетических систем и подходов к отраслевому моделированию». Прикладная энергия. 86 (4): 416–428. Дои:10.1016 / j.apenergy.2008.08.005. ISSN  0306-2619.
  11. ^ Международные рекомендации по статистике энергетики (IRES) - ST / ESA / STAT / SER.M / 93 (PDF). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США: Статистический отдел Департамента по экономическим и социальным вопросам Организации Объединенных Наций. 2016 г. ISBN  978-92-1-056520-2. Получено 17 декабря 2016. Аннотируется как окончательная отредактированная версия перед набором. Также охватывает учет выбросов парниковых газов, связанных с энергетикой.
  12. ^ Ключевая статистика мировой энергетики (PDF). Париж, Франция: Международное энергетическое агентство (МЭА). 2016 г.. Получено 15 декабря 2016.
  13. ^ Перспективы развития мировой энергетики 2016 - Резюме (PDF). Париж, Франция: ОЭСР / МЭА. 2016 г.. Получено 30 ноября 2016.
  14. ^ Брукнер, Томас; Башмаков Игорь Алексеевич; Мулугетта, Якоб; и другие. (2014). «Глава 7: Энергетические системы» (PDF). В МГЭИК (ред.). Изменение климата 2014: смягчение последствий изменения климата. Вклад Рабочей группы III в Пятый доклад об оценке Межправительственной группы экспертов по изменению климата. Кембридж, Великобритания и Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: Издательство Кембриджского университета. С. 511–597. ISBN  978-1-107-65481-5. Получено 12 октября 2016.
  15. ^ Виттманн, Тобиас; Брукнер, Томас (28–30 июня 2009 г.). Агентное моделирование городских систем энергоснабжения с ограничениями по защите климата (PDF). Пятый симпозиум по городским исследованиям 2009 г .: Города и изменение климата: реагирование на неотложную повестку дня. Марсель, Франция: Всемирный банк. Получено 11 ноября 2016.
  16. ^ Помимо технологий: укрепление энергетической политики с помощью социальных наук (PDF). Кембридж, Массачусетс, США: Американская академия искусств и наук (AAAS). 2011. Архивировано с оригинал (PDF) 29 августа 2017 г.. Получено 25 октября 2016.
  17. ^ Моррисон, Робби; Виттманн, Тобиас; Хайсе, Ян; Брукнер, Томас (20–22 июня 2005 г.). «Политическое моделирование энергетической системы с ксеона" (PDF). В Норвежском университете науки и технологий (NTNU) (ред.). Труды ECOS 2005: формирование наших будущих энергетических систем: 18-я Международная конференция по эффективности, стоимости, оптимизации, моделированию и влиянию энергетических систем на окружающую среду. ЭКОС 2005. 2. Тронхейм, Норвегия: Tapir Academic Press. С. 659–668. ISBN  82-519-2041-8. Получено 14 октября 2016.
  18. ^ Брукнер, Томас; Моррисон, Робби; Хэндли, Крис; Паттерсон, Мюррей (июль 2003 г.). «Моделирование систем энергоснабжения с высоким разрешением с использованием Deeco: обзор и применение к разработке политики » (PDF). Анналы исследований операций. 121 (1–4): 151–180. Дои:10.1023 / А: 1023359303704. S2CID  14877200. Получено 14 октября 2016.
  19. ^ Хаас, Рейнхард; Накиченович, Небойша; Аянович, Амела; Фабер, Томас; Кранцль, Лукас; Мюллер, Андреас; Реш, Густав (ноябрь 2008 г.). «На пути к устойчивости энергетических систем: учебник по применению концепции энергетических услуг для определения необходимых тенденций и политики» (PDF). Переход к устойчивым энергетическим системам. 36 (11): 4012–4021. Дои:10.1016 / j.enpol.2008.06.028. ISSN  0301-4215. Архивировано из оригинал (PDF) 5 июля 2017 г.. Получено 22 октября 2016.
  20. ^ Дюплесси, Бруно; Адно, Жером; Дюпон, Максим; Ракапе, Франсуа (июнь 2012 г.). «Эмпирическая типология энергетических услуг на основе хорошо развитого рынка: Франция». Энергетическая политика. 45: 268–276. Дои:10.1016 / j.enpol.2012.02.031. ISSN  0301-4215.
  21. ^ Технические энергетические системы: основные понятия - ISO 13600: 1997 - Первое издание. Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 15 ноября 1997 г. Статус снят.
  22. ^ Технические энергетические системы: основные понятия - ISO 13600: 1997 - Техническое исправление 1. Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1 мая 1998 г. Статус снят.
  23. ^ Технические энергетические системы:: структура для анализа: секторы спроса и предложения энергетического оборудования - ISO 13601: 1998. Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 11 июня 1998 г. Статус снят.
  24. ^ Технические энергетические системы: методы анализа: часть 1: общие - ISO 13602-1: 2002. Женева, Швейцария: Международная организация по стандартизации. 1 ноября 2002 г. Статус снят.

внешняя ссылка